加入收藏 | 设为首页 | 会员中心 | 我要投稿 | RSS
您当前的位置:首页 > 科技论文 > 地质论文

复杂地质条件下回采面顶板管理实践与分析

时间:1970-01-01  作者:秩名

论文导读:东二采区3#/右0巷189工作面顶板是复合型顶板,节理裂细发育,工作面时有小断层发生,经常有漏顶现象,严重影响189工作面正常生产,这一问题已成为回采面生产中的一大难题,值得工程技术人员认真研究的课题,下介绍解决189工作面遇到断层后顶板破碎所采取的技术措施。顶板运动参数分析,选定的顶板运动参数为:开采顶板初次垮步距为20米左右,初次垮落后随采随落,直接顶初次垮落步距为10—12米左右,周期性垮落步距为10—15米左右,基本顶初次垮落步距为15—20米左右,周期来压步距为12—15米左右。随着工作面推进,当推到右0上巷9#点前10米处,距工作面22米时工作面出现两条正斜交断层,落差为1.5米左右,两条断层倾向相反组成地垒形式,给该采面顶板维护和采机割煤造成一定困难,经矿、区研究决定,采用炮采,循环进度控制在1米以内,炮采后将伪顶留住,使用长钢梁拖住顶板,使采机正常割煤,当推进20米后,顶板发生变化,压力大,又受周期来压影响,顶板难以维护,造成工作面断层处机道全部冒落,使189工作面被迫停产,只保证正常通风,急需采取一种新的解决的办法和技术安全的措施。
关键词:复合型顶板,正斜交断层,周期来压,改造工程
 

0.前言:

东二采区3#/右0巷189工作面顶板是复合型顶板,节理裂细发育,工作面时有小断层发生,经常有漏顶现象,严重影响189工作面正常生产,这一问题已成为回采面生产中的一大难题,值得工程技术人员认真研究的课题,下介绍解决189工作面遇到断层后顶板破碎所采取的技术措施。

1.工作面开采条件

(1)地质概况

该面范围北起3#层有0上巷,南到3#层右0下副巷,西起3#有下副巷外上山,东到3#层皮带道保护煤柱线,东西平均走向400米,南北平均倾斜长140米,面积为5600平方米,距地表最小垂深565米,煤层走向方位120º左右,倾向SW,倾角平均为13º,平均煤层厚度为1.5米,地质储量10.9万吨,可采储量10.6万吨,在3#层右上巷实见5条断层,落差分别为0.6米、1.5米、1.5米、1.4米和0.4米。

(2)煤层赋存情况

根据3#右0巷、右0上巷、右0下副巷和外上山及3#皮带道3#发育稳定纯煤 厚1.4米,夹矸一层为0.15米左右页岩,顶板为0.40米灰色页岩,往上为1.0米白色细砂岩,底版伪.10米页岩往下为白色细岩。(3)工作面概况

工作面采机MG150/375B,镏子SGB—630/220,支柱DW-1.8/100,绞接顶梁HDJA0.6米,支柱采用1:1:1:2(四排五柱),柱距为0.75米,排距为0.6米,每隔5个号架设2.4米长钢梁,最小空顶距为3.6米,最大空顶距为4.2米,循环进度为0.6米,割煤方式为双向割煤,顶板管理为全部垮落法,采煤方法为走向长壁后退式。

2.顶板破碎原因分析

从顶板破碎原因分析:一是顶板岩层的自然条件因素;二是顶板控制的技术的因素。

3.采场控制设计

采场控制设计应根据工作面开采技术条件、经济条件和管理条件,选择正确的支撑体系,计算出合理的支护参数,以满足该工作面的采场支护要求,达到科学控制顶板的目的,工作面主要以单体液压支柱和长钢梁为主要支撑体系构件,进行采场控制设计。

4. 采场控制设计准则

采场控制设计的准则是支架必须有一定的承载能力,以满足开采顶板下沉离层时给定支架的载荷;同时,支架必须具有一定的可缩性,能适应基本顶破坏下沉时,给定支架载荷时变形,即支架的承载能力,必须大于控制范围内开采顶板和直接顶板给支架的自重载荷。

5.顶板运动参数的确定

顶板运动参数分析,选定的顶板运动参数为:开采顶板初次垮步距为20米左右,初次垮落后随采随落,直接顶初次垮落步距为10—12米左右,周期性垮落步距为10—15米左右,基本顶初次垮落步距为15—20米左右,周期来压步距为12—15米左右。

6.支架设计

(1)工作面支架计算:单体液压支柱高度计算

HMAX=MMAX-H-H1=1710-96-5=1609mm HMIN=MMIN-R-H-H2=1400-100-96-50=1154㎜

根据以上计算,选择单体柱型号DW—1.8/100型和DW—2.0/100型

验算:H′MAX=1800>HMAX=1609mm

H′MIX=1110<HMIX=1154mm

说明:HMAX HMIX——所需支柱最大、最小高度

MMAX MMIX——工作面最大、最小高度

H′MAX H′MIX ——所用支柱最大、最小高度

R——顶板下沉量H——顶梁厚度

H1——支柱最小安全回程H2——支柱压缩量

(2)采场平均压力

K2=I1+I2+I3/I1=4.2+1.2+0.4/4.2=1.19

P=1/(K-1)×H×R×K1×K2=1/(1.6-1)×1.5×2.5×1.4×1.3=10.4T

(3)采场设计支柱密度

N1=P/F×C=10.4/30×0.9=0.385

(4)采场支柱密度

N2=N/L1×E=5/4.2×0.75=1.587

(5)安全系数

A= N1/N2=1.587/0.385=4.1>2

系数符合《顶板管理细则》规定,选择合理

K—岩石破碎膨胀系数取1.6

K1—采动系数取1.4

F—单体柱额定工作阻力30T

I1—最大空顶距为4.2米I2—平均悬顶距离1.2米

I3—平均片帮深度0.4米

N—最大控顶距内最少支柱根数H—采高1.5米

C——单体柱性能系数取0.9

R——岩石容重为2.5t/m3E——柱距0.75米

7.工作面遇断层时顶板管理措施

随着工作面推进,当推到右0上巷9#点前10米处,距工作面22米时工作面出现两条正斜交断层,落差为1.5米左右,两条断层倾向相反组成地垒形式,给该采面顶板维护和采机割煤造成一定困难,经矿、区研究决定,采用炮采,循环进度控制在1米以内,炮采后将伪顶留住,使用长钢梁拖住顶板,使采机正常割煤,当推进20米后,顶板发生变化,压力大,又受周期来压影响,顶板难以维护,造成工作面断层处机道全部冒落,使189工作面被迫停产,只保证正常通风,急需采取一种新的解决的办法和技术安全的措施;经研究采取三种方案。

第一方案,同断层走向方位一致,甩掉断层,掘送一副巷,与外上山贯通。

第二方案,在断层以下再掘送斜上,躲过漏顶区域,与上副0巷贯通。

第三方案,在断层漏顶以下10米处,每20米掘送横川后,再掘送上山与上巷贯通;这样,一直到断层尖灭后,将工作面溜子抻到上头,达到正规回采。

经分析,第一方案,189采煤队必须停产,影响产量,工期长。第二方案,工期短,考虑断层落差,还是影响生产。第三方案,改造工期短,边掘边采,不影响生产,丢失煤柱少,又解决了通风问题,这三种方案分析比较,第三方案切实可行的。

8.结论

通过189采面实践证明分析,采取实施小的改造工程,可行的,一方面躲过漏顶区域,又顺利把两斜交断层甩掉,保证189采煤队的正常生产;使当月产量完成3.1万吨,比计划多完成5100吨,但我们也应吸取漏顶事故教训。应注意以下几点:

(1)加强对复合顶板管理,支柱必须有足够的支撑力≥90KN,每隔5个号架设2.4米长钢梁。

(2)断层带附近往往顶板裂隙发育,顶板又破碎,加强对断层附近的顶板控制,漏顶处顶板必须刹实。

(3)工作面的长钢梁使用,必须探到硬帮,距壁不超过200㎜,随循环进度要刀刀前串。

(4)在周期来压时,必须对断层处全部上长钢梁,必要时加打硬帮柱或架一梁两柱。

(5)使用水平楔子必须加紧,保证前探梁使用对顶板起到一定作用,防止前探梁架空,支撑力降低。

查看相关论文专题
加入收藏  打印本文
上一篇论文:浅议铝合金钻杆在地探深孔中的应用
下一篇论文:淮南潘一矿4煤与5煤地质特征研究
科技论文分类
科技小论文 数学建模论文
数学论文 节能减排论文
数学小论文 低碳生活论文
物理论文 建筑工程论文
网站设计论文 农业论文
图书情报 计算机论文
化学论文 机电一体化论文
生物论文 网络安全论文
机械论文 水利论文
地质论文 交通论文
相关地质论文
最新地质论文
读者推荐的地质论文